Sistemas de aquecimento por piso radiante: tipos e aplicações (2024)

2024년 6월 9일 Roberto Magalhães

Os sistemas de aquecimento radiante fornecem calor através do piso, paredes ou teto de um edifício. Tal como o seu nome indica, estes sistemas baseiam-se principalmente na transferência de calor radiante – entrega direta de calor de uma superfície quente aos ocupantes e objetos através de radiação.

Os sistemas de aquecimento por piso radiante caracterizam-se pelo seu funcionamento silencioso e eficiência energética. Como a fonte de calor está localizada abaixo, o aumento da temperatura é uniforme à medida que o ar quente sobe e desloca o ar mais frio. Isto também permite que o aquecimento ocorra sem um sistema de ar forçado: a instalação não perturba poeiras e alergénios, ao mesmo tempo que melhora o conforto dos ocupantes ao eliminar correntes de ar. O aquecimento por piso radiante também oferece um custo operacional mais baixo do que os sistemas de aquecimento baseados em fornos – você pode esperar economias de 25% a 50%, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA. O aquecimento ambiente é o maior gasto de energia nos edifícios de Nova Yorkportanto projetos que melhoram sua eficiência tendem a ter um excelente retorno do investimento.

O piso radiante é uma ótima opção para casas com crianças e para escolas. Os sistemas de dutos de ar convencionais fornecem calor de cima, e a parte inferior da sala nem sempre é aquecida de forma eficaz porque o ar quente tende a subir. Devido à sua estatura mais baixa, as crianças são mais suscetíveis ao aquecimento desigual dos sistemas de ar forçado, e isso pode potencialmente levar a problemas de saúde. Por outro lado, o aquecimento por piso radiante fornece calor de baixo para cima e melhora o conforto das crianças.

Os sistemas de calor radiante são altamente recomendados em casas com divisões grandes e tectos altos. Os sistemas convencionais de ar forçado são impraticáveis nestes casos, uma vez que tendem apenas a aquecer a parte superior da sala, desperdiçando energia.

Tipos de sistemas de aquecimento de piso radiante

Os sistemas de aquecimento por piso radiante podem ser classificados com base no meio utilizado para fornecer calor: aquecido a ar, elétrico e hidrônico.

1) Sistema de piso radiante aquecido a ar: Nesta configuração de sistema, o ar quente é soprado através dos dutos abaixo do piso, o que provoca um efeito de aquecimento. A principal limitação é que o ar não consegue reter muito calor, pelo que estes sistemas não são adequados para edifícios residenciais.

2) Sistema elétrico de piso radiante: Esta configuração utiliza cabos de aquecimento ou tapetes plásticos condutores embutidos no piso. A principal limitação dos sistemas eléctricos de piso radiante é a sua dependência do aquecimento por resistência, o que pode resultar num custo de funcionamento muito elevado se o preço quilowatt-hora é alto.

O aquecimento elétrico por piso radiante funciona melhor para proprietários que têm acesso a tarifas de eletricidade no momento do uso e pisos com grande massa térmica (por exemplo, concreto). O sistema pode ser configurado para operar quando os preços da eletricidade estiverem baixos, o que normalmente é fora do horário de pico, armazenando o máximo de calor possível no próprio piso. O sistema também está configurado para desligar durante horários de pico de demanda com eletricidade cara, e o piso pode fornecer de 8 a 10 horas de aquecimento sem consumo de energia se sua massa térmica for alta o suficiente. Se o piso tiver uma massa térmica reduzida, o sistema elétrico RFH deverá operar com mais frequência e os custos de operação poderão aumentar drasticamente durante os horários de pico de demanda.

3) Sistema de piso radiante hidrônico (água quente): Este é o mais popular e econômico entre os três tipos de sistemas de piso radiante e é adequado para aplicações onde os ocupantes podem usar um termostato para controlar a produção de calor ambiente por ambiente. A água quente de uma caldeira é bombeada através de tubos hidrônicos que são distribuídos uniformemente sob o piso, e a distribuição entre as diferentes tubulações é controlada por meio de um coletor. Os sistemas Hydronic RFH têm requisitos mínimos de manutenção e podem ser instalados entre as vigas sob pisos existentes, tornando-os ideais para renovações.

Tipos de instalação de piso radiante

Os sistemas de aquecimento por piso radiante podem ser classificados em instalações úmidas e secas. Observe que esta classificação é independente do meio de transferência de calor: as palavras úmido e seco para não fazer referência a tubulação hidrônica ou resistência elétrica.

1) Instalação úmida: Este é o tipo mais antigo de instalação de piso radiante. Cabos elétricos, esteiras ou tubos hidrônicos são embutidos em uma laje de concreto espessa ou contrapiso de concreto fino, o que significa que esse tipo de instalação é mais caro do que a seca. O sistema RFH leva mais tempo para aquecer o piso e o ar da sala, mas a grande massa térmica do concreto preserva o efeito de aquecimento por várias horas após o sistema ser desligado.

2) Instalação a seco: Uma instalação a seco é mais fácil de configurar, mais barata e geralmente o tipo mais conveniente. Os cabos, tapetes ou tubos de aquecimento são instalados numa bolsa de ar sob o piso, não embutidos no concreto, resultando em um aquecimento mais rápido do que uma instalação úmida. No entanto, esta configuração do sistema precisa operar em alta temperatura, uma vez que não está embutida no material do piso.

Como os materiais do piso influenciam o desempenho

O desempenho do aquecimento por piso radiante é fortemente influenciado pelo material do piso: os materiais termicamente condutores melhoram o desempenho, enquanto os materiais isolantes são prejudiciais. No entanto, isto não significa que deva evitar o isolamento – apenas certifique-se de que não está instalado num local onde possa bloquear a transferência de calor entre o sistema de piso radiante e os espaços interiores.

Devido à sua elevada condutividade térmica e capacidade de armazenamento, o revestimento cerâmico é considerado o material de revestimento mais eficaz para aquecimento de piso radiante. Outros materiais, como vinil e linóleo, fornecem isolamento excessivo, reduzindo assim a eficiência do sistema. Os pisos de madeira conduzem muito bem o calor, mas os pisos de madeira laminada são preferíveis à madeira maciça, que pode secar e contrair facilmente.

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Como funcionam os painéis radiantes?

Ao contrário dos sistemas de piso radiante, estes painéis são geralmente instalados em paredes e tetos, utilizando eletricidade ou água quente para aquecer chapas de alumínio. Os sistemas aquecidos eletricamente oferecem a conveniência de evitar problemas de vazamento de água, mas também têm um custo operacional muito mais elevado devido à dependência da eletricidade. Os sistemas de painéis radiantes podem ter uma construção superficial ou podem ser embutidos na parede, mas tenha em atenção que futuras alterações são inviáveis no segundo caso.

Quais são os principais componentes dos sistemas de aquecimento por piso radiante?

1) Tubulação PEX/cabos de aquecimento/tapetes de aquecimento: Esta parte do sistema é responsável por fornecer calor. A tubulação PEX distribui água quente de uma caldeira, enquanto as outras duas opções produzem calor diretamente por meio de resistência elétrica.

2) Coletor: Distribui água quente entre vários circuitos de tubulações hidrônicas.

3) Válvulas e conexões do atuador: As válvulas permitem o controle do fluxo de água, enquanto as conexões fornecem conexão entre a tubulação e outros componentes do sistema.

4) Pacote de controle: Opera o sistema com base nas configurações do usuário.

5) Controle de aquecimento (termostato): Permite ao usuário estabelecer a temperatura necessária.